二甲双胍协同他莫昔芬治疗ER阳性乳腺癌的作用及分子机制研究

Tamoxifen is one of effective drugs for ER-positive breast cancer. However, the drug resistance limits its clinical application greatly. So it is essential to look for the drug which can increase the efficacy and reduce the drug resistance of tamoxifen. In recent years, it has been concerned that antidiabetic drug metformin plays an anti-tumor role by affecting AMPK/mTOR signaling pathways and the clinical studies confirmed that metformin can reduce the risk of breast cancer effectively. Our previous study found that metformin has the synergy with tamoxifen to inhibit the proliferation of ER-positive breast cancer cells significantly, and reverse the drug resistance of tamoxifen. The above evidence suggests that metformin may inhibit ER-positive breast cancer by cooperating with tamoxifen. On the basis of the above work, we intend to verify this synergy effect of metformin and tamoxifen in ER-positive breast cancer in vitro and in vivo, investigate the effect of relevant signaling pathways, screen and identify the new resistance molecules. This project aims at evaluating the efficacy of two drugs for ER-positive breast cancer, clarifying the molecular mechanisms and finding specific molecular targets. Carrying out this project will provide the direct evidence for two drugs treatment in ER-positive breast cancer and the useful theoretical basis for the endocrine therapy of breast cancer.

他莫昔芬是ER阳性乳腺癌的主要治疗药物，但是耐药问题在很大程度上降低了其临床疗效。寻找能协同他莫昔芬治疗的药物，减少其耐药发生至关重要。近年来，降糖药物二甲双胍的抗肿瘤效应备受关注，它通过AMPK/mTOR信号通路抑制肿瘤增殖，并且新近临床研究证实它能有效降低乳腺癌的发病风险。我们的前期研究发现，二甲双胍不仅能够协同他莫昔芬抑制ER阳性乳腺癌细胞增殖，并可以逆转他莫昔芬引发的耐药。这些证据表明，二甲双胍可能通过协同他莫昔芬在ER阳性乳腺癌的治疗中发挥作用。本课题拟在上述工作基础上，通过体内外实验确证二甲双胍协同他莫昔芬对ER阳性乳腺癌的作用，应用多种分子生物学技术观测其对相关信号通路的影响，并筛选新的下游耐药信号分子，进行功能学验证。本课题的开展将为二甲双胍协同他莫昔芬在ER阳性乳腺癌的治疗中发挥作用提供最直接的证据，为乳腺癌内分泌治提供新的治疗思路和有益的理论依据。

雌激素受体（ER）阳性乳腺癌占所有乳腺癌患者的65%-70%，这型乳腺癌的研究备受关注。他莫昔芬是最早用于临床治疗的非甾体类雌激素受体拮抗剂，主要用于绝经前乳腺癌患者的内分泌治疗，它有效提高了这部分患者总生存期，并降低了疾病复发风险。尽管如此，随着用药时间的延长，患者子宫内膜癌和血栓形成的风险大大增加，并且很多患者对他莫昔芬治疗呈现出低反应性。因此，解决他莫昔芬耐药和副作用发生等临床问题对于乳腺癌内分泌治疗很重要。二甲双胍作为传统胰岛素增敏剂被广泛用于2型糖尿病的治疗，它通过活化磷酸腺苷蛋白激酶（AMPK），阻断哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）信号通路抑制肿瘤细胞的生长。近年来，二甲双胍的抗肿瘤效应受到关注。但是，有关二甲双胍在乳腺癌中的治疗研究较少，尤其是二甲双胍能否协同他莫昔芬在乳腺癌内分泌治疗中发挥作用还不清楚。本研究应用细胞增殖、平板克隆形成、软琼脂克隆形成、DNA复制活性、凋亡检测、动物在体研究及Western blot等分子生物学技术，全面评价二甲双胍协同协同他莫昔芬对ER阳性乳腺癌的治疗作用，阐明其所涉及的分子信号通路。本课题研究结果如下：1. 二甲双胍或他莫昔芬单药均可以有效的抑制ER阳性乳腺癌细胞MCF-7和ZR-75-1的增殖，随着药物浓度的增加，抑制效应越明显。2. 二甲双胍协同他莫昔芬显著抑制两株ER阳性乳腺癌细胞的增殖、DNA复制活性、克隆形成能力。3. 二甲双胍协同他莫昔芬显著促进两株ER阳性乳腺癌细胞发生凋亡，并增加bax的表达、抑制bcl-2的表达。4. 二甲双胍协同他莫昔芬可以有效的增加AMPK磷酸化，抑制mTOR和p70S6磷酸化，最终抑制肿瘤生长信号通路。5. 建立了ER阳性乳腺癌裸鼠移植瘤模型，二甲双胍或他莫昔芬单药均可抑制肿瘤的生长；两药联合治疗后肿瘤生长明显受到抑制。6. 构建ER阳性乳腺癌他莫昔芬耐药细胞株，发现二甲双胍对耐药的逆转作用。本课题研究数据表明，二甲双胍联合他莫昔芬能够在ER阳性乳腺癌治疗中发挥协同效应，并且这种效应是通过bax/bcl-2凋亡通路和AMPK/mTOR/p70S6生长信号通路来实现的。本课题的开展不仅证实了二甲双胍对ER阳性乳腺癌生长的抑制效应，而且全面评价了二甲双胍协同他莫昔芬在ER阳性乳腺癌的治疗作用，为乳腺癌内分泌治疗提供新思路。